Detail předmětu

Aplikovaná hydraulika

FAST-BRA102Ak. rok: 2027/2028

Studijní předmět je zaměřen na rozšíření znalostí z oblasti hydromechaniky a hydrauliky pro použití při návrhu vodohospodářských staveb.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Zbyněk Zachoval, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav vodních staveb (VST)

Způsob zakončení předmětu a pravidla hodnocení studentů

Zápočet: Vypracování zadaných úloh a splnění požadované docházky.

Zkouška: Ověření znalostí písemnou formou s případným ústním zkoušením.

Učební cíle

Odborné znalosti
  • Student získá základní odborné znalosti z oblasti aplikované hydrauliky, které si zapamatuje, porozumí jim a dokáže je vysvětlit.
Odborné dovednosti
  • Student po absolvování studijního předmětu dovede získané znalosti aplikovat, hodnotit je a používat je k praktickému použití ve vodním hospodářství při návrhu vodohospodářských staveb. Bude mít vlastní databázi vzorových výpočtů a naučí se používat softwarový prostředek umožňující simulace 1D proudění.
Obecné způsobilosti
  • Student nabude způsobilost ke studiu navazujících předmětů ve specializaci Vodní hospodářství a vodní stavby, bude schopný přenést nabyté znalosti i na mnohé další případy proudění vody ve stavebním inženýrství.

Základní literatura

ŠULC, Jan. Hydraulika. Přednášky. Online. 2025. Dostupné z: ELEARNING IS VUT https://moodle.vut.cz/login/index.php?noredirect=1 (CS)

Doporučená literatura

HAGER, Willi Hermann. Wastewater hydraulics. Theory and practice. Heidelberg: Springer, 2010. ISBN 978-3-642-11382-6 (EN)
JANDORA, Jan a ŠULC, Jan. Hydraulika. Brno: CERM, 2006. ISBN 978-80-7204-512-9. (CS)
KOLÁŘ, Václav.; PATOČKA, Cyril a BÉM, Jiří. Hydraulika. Praha: SNTL/Alfa, 1983. (CS)
SUBRAMANYA, Kanakatti. Flow in open channels. New York: McGraw Hill India, 2019. ISBN: 9353166292. (EN)
WHITE, Frank Mangrem a XUE, Henry. Fluid mechanics. 9th ed. New York: McGraw Hill Education, 2021. ISBN 978-1-260-57554-5. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-SIS bakalářský

    specializace V , 2 ročník, zimní semestr, povinný, základní teoretický předmět profilujícího základu

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Zbyněk Zachoval, Ph.D.

Osnova

  1. Základní rovnice v hydromechanice, způsoby jejich použití.
  2. Vznik mezních vrstev, hydraulická drsnost povrchu, tvar rychlostního profilu v blízkosti stěn, turbulence.
  3. Ztráty mechanické energie proudu, příčiny jejich vzniku, způsob jejich vyjadřování, jejich vzájemné ovlivňování.
  4. Ustálené a po částech ustálené rovnoměrné a nerovnoměrné proudění v otevřených a uzavřených korytech, způsob výpočtu, okrajové podmínky pro výpočet. Neustálené proudění, způsob výpočtu, počáteční a okrajové podmínky pro výpočet.
  5. Vývarové a bezvývarové způsoby tlumení kinetické energie proudu.
  6. Přelivy a stupně, hradicí konstrukce, stádia zatopení, zavzdušnění prostoru pod volně padajícími proudy (paprsky).
  7. Vtoky a norné stěny, vtokové víry, česle.
  8. Výtoky, volné a ponořené vodní proudy (paprsky), účinek proudu na plochy.
  9. Oscilační, rázové, translační a příčné vlny, provzdušnění proudu.
  10. Dělení a stékání proudu. Obtékaní prvků konstrukcí. Protékání a přetékání konstrukcí.
  11. Třecí ztráty a místní ztráty mechanické energie trubních prvků, stékání a dělení proudu, uzávěry.
  12. Kavitace, příčiny vzniku, technická opatření. Tlakový ráz v potrubí. Opatření k tlumení rázů.
  13. Modelování proudění.

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Zbyněk Zachoval, Ph.D.

Osnova

  1. Aplikace rovnice spojitosti, Bernoulliho rovnice a rovnice změny hybnosti.
  2. Změření a vyhodnocení průběhu rychlosti po svislici při rovnoměrném proudění (laboratoř) a porovnání s teoretickým průběhem.
  3. Rovnoměrné proudění s vyhodnocením vlivu drsnosti proměnné po omočeném obvodu, rovnoměrné proudění ve složeném lichoběžníkovém korytě.
  4. Metoda po úsecích pro geometricky snadno popsatelná koryta s říčním a bystřinným prouděním.
  5. Vodní skok v prizmatickém korytě, návrh divergentního vývaru, porovnání vývarů.
  6. Čelní tenkostěnný přeliv s dokonalým přepadem a s různými tvary výřezů, čelní jezový proudnicový přeliv s dokonalým a nedokonalým přepadem. Přepad přes spádový stupeň.
  7. 1D model ustáleného nerovnoměrného říčního proudění – seznámení se softwarem, zadání geometrie.
  8. 1D model ustáleného nerovnoměrného říčního proudění – zadání okrajových podmínek, výpočet, zobrazení výsledků.
  9. 1D model ustáleného nerovnoměrného říčního proudění – zadání příčného objektu, výpočet, zobrazení výsledků; zadání bočního objektu, výpočet, zobrazení výsledků.
  10. 1D model ustáleného nerovnoměrného bystřinného proudění – zadání geometrie, zadání okrajových podmínek, výpočet, zobrazení výsledků.
  11. 1D model neustáleného proudění – zadání počátečních a okrajových podmínek, výpočet, zobrazení výsledků.
  12. Výpočet ztrát v hydraulicky krátkém potrubí.
  13. Kontrola a odevzdání výpočtů. Udělení zápočtu.

Samostudium

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Zbyněk Zachoval, Ph.D.

Individuální příprava na ukončení

52 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Zbyněk Zachoval, Ph.D.